调查全球尺度的植被动态演化及其强迫机制对于深入理解气候变化对生态系统和水文动态的影响和反馈、制定可持续的环境治理政策以及因地制宜地实施生态恢复项目具有重要研究价值。

我院谢远云教授和2021级博士生吴鹏聚焦北半球中纬度C4植被扩张机制及古温度重建开展深入研究。此项研究汇编了北半球中纬度地区现代植物和表层土壤的有机碳同位素（δ¹³C_org）数据（n=4850），证实了温度是决定中纬度C3/C4相对丰度的主要气候因素。利用所建立的转换函数，定量重建了哈尔滨黄土记录的松嫩平原全新世以来的古温度变化。重建的古温度展示了全新世中期以来C4植物丰度随温度升高的持续增加现象，这与65°N夏季太阳日照、洞穴石笋氧同位素和松嫩平原植硅体组合的变化相一致。

来自东亚季风边缘高荒漠化风险区的五个沙漠/沙地的绝对年龄（n=715）、δ¹³C_org数据、区域和全球气候记录以及人类活动强度记录的汇编显示了气候和人类活动对C4植物的扩张和沙丘固化的重要意义。研究还指出大规模造林计划对中国旱地可能造成出人意料的负面影响，在充分考虑区域气候和地理条件的情况下，恢复C4草原植被可以有效防止退化旱地的进一步荒漠化。这项研究基于稳定碳同位素视角，对于深入理解中纬度植物群落对气候波动的响应机制以及预测未来全球气候变暖对生态系统的影响具有重要的研究意义。

相关研究成果以“Temperature controls on the C4 plants expansion in the mid-latitudes of the Northern Hemisphere and its ecological implications for dryland paleoclimatic reconstruction: A stable carbon isotope perspective”为题发表于国际地学顶刊《Earth-Science Reviews》（中科院1区TOP，IF=12.1）。论文第一作者为我院2021级博士研究生吴鹏，谢远云教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金（42171006和41871013）的资助。

论文链接：

Wu, P., Xie, Y.Y., Chi, Y.P., Wang, Y.H., Liu, R.N., 2024. Temperature controls on the C4 plants expansion in the mid-latitudes of the Northern Hemisphere and its ecological implications for dryland paleoclimatic reconstruction: A stable carbon isotope perspective. Earth-Science Reviews,104678. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.104678